Chaos in Human Phonation and Its Measurement
人类发声的混沌及其测量
基本信息
- 批准号:6749024
- 负责人:
- 金额:$ 30.01万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2003
- 资助国家:美国
- 起止时间:2003-06-01 至 2008-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): Nonlinearity may be central to the interpretation of procedures used to assess irregularity in voice disorders. Lack of understanding nonlinearity may help explain why many traditional clinical tests have failed to be used routinely in the clinic. Greater knowledge of bifurcation and chaos should enhance our understanding and assessment of laryngeal pathologies, and our ability to recommend appropriate treatment. This proposal focuses on applying chaos theory to the study of normal and disordered phonation. The study has three interrelated parts. In part I, research will focus on the chaotic dynamics of the lumped-parameter model of vocal folds and finite element analysis (FEA). Using nonlinear dynamic methods, we will quantitatively describe irregular dynamics of vocal folds, such as those in cases of asymmetric vocal folds and vocal polyps. FEA will be coupled with the nonlinear pressure-flow relation in the glottis. The effects of subglottal pressure, vocal fold tension, stiffness, mass, and vocal prephonatory parameters will be examined using a bifurcation diagram. Chaotic synchronization will be used to extract biomechanical parameters in the chaotic dynamic model of vocal folds. In part II, asymmetry, vocal polyps, and dehydration will be modeled with excised larynx and evaluated with nonlinear dynamic methods. The irregular dynamics of above range phonation (ARP) will be quantitatively addressed, and phonation instability pressure (PI P) will be measured. The effects of vocal fold tension, mass, stiffness, asymmetric vocal folds, and vocal polyps on PIP and ARP will be investigated to examine the predicted results obtained in the computer models of part I. Chaotic flesh movement and glottal area will be directly recorded on high-speed video. Irregular spatio-temporal vibratory patterns will be studied. In part III, using recordings of the acoustic signal, EGG, and PGG, we will analyze nonlinear dynamic characteristics of data obtained from patients with vocal nodules and polyps, vocal fold paralysis, laryngeal carcinoma, and Parkinson's disease. The patients' voices will be compared pre and post treatment. The sensitivity and specificity of nonlinear dynamic parameters in distinguishing normal from pathologic voices will be assessed based on the received operating characteristic (ROC) analysis.
描述(由申请人提供):非线性可能是解释用于评估语音障碍不规则性的程序的核心。缺乏了解非线性可能有助于解释为什么许多传统的临床测试未能在诊所中常规使用。对分叉和混乱的更多了解应增强我们对喉病理的理解和评估,以及我们推荐适当治疗的能力。该提案的重点是将混乱理论应用于正常和无序发音的研究。该研究有三个相互关联的部分。在第一部分中,研究将重点放在人声折叠和有限元分析(FEA)的集体参数模型的混乱动力学上。使用非线性动力学方法,我们将定量描述声带的不规则动力学,例如在不对称声褶皱和声带息肉的情况下。 FEA将与glottis中的非线性压力流关系结合。将使用分叉图检查,将检查次数下压力,声带张力,刚度,质量和声音前传感参数的影响。混沌同步将用于在声带的混乱动态模型中提取生物力学参数。在第二部分中,将使用切除的喉部对不对称,声息和脱水进行建模,并使用非线性动态方法进行评估。将定量解决上述范围发声(ARP)的不规则动力学,并将测量发声不稳定性压力(PI P)。声带折叠张力,质量,僵硬,不对称声褶皱以及声带对PIP和ARP的息肉的影响将进行研究,以检查I部分的计算机模型中获得的预测结果。混乱的肉体运动和Glottal区域将直接记录在高速视频上。将研究不规则的时空振动模式。在第三部分中,使用声学信号,鸡蛋和PGG的记录,我们将分析从声带和息肉患者获得的数据的非线性动态特征,声带瘫痪,喉头癌和帕金森氏病。将在治疗前和治疗后比较患者的声音。非线性动态参数在区分正常和病理声音中的灵敏度和特异性将根据接收的操作特征(ROC)分析进行评估。
项目成果
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专著数量(0)
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专利数量(0)
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